35

22 min.

Es sabida la función que cumplen las

plaquetas no solo como componente principal

en la formación del copágulo sino también su

par�cipación en la formación del trombo

cuando no existe daño vascular, y que la

hiperglucemia es un factor desencadenante de

su hiperac�vidad. Es por ello que en personas

diabé�cas esto puede producir grandes

complicaciones de la enfermedad. En la

siguiente revisión se estudia los probables

mecanismos por los que se podría relacionar la

hiperglucemia con un aumento en la

ac�vación plaquetaria.

1 1Jesús Hernández Juárez , Belem Gallegos ,

1Eduardo Pérez Campos Mayoral , Eduardo 1 1 Pérez Campos , Socorro Pina y Pedro 1Hernández Cruz*

1Laboratorio de Glicobiología del Cáncer. Centro de Inves�gación, Facultad de Medicina UNAM-UABJO.

Facultad de Medicina UABJO Oaxaca México. C.P 68020 Tel y Fax: +52 (951) 513 9784

E-mail: fuegoblanco136@yahoo.com.mx

Efecto de la hiperglucemia en la ac�vidad plaquetaria*

36

Resumen

Las plaquetas son componentes

esenciales en la formación de coágulos en los

si�os de daño vascular, pero también en la

formación de trombos, en ausencia de daño

vascular. Se ha sugerido que las plaquetas de

los pacientes diabé�cos son hiperac�vas y

contribuyen a la aparición de complicaciones

graves de la enfermedad, como el infarto

agudo de miocardio e infarto cerebral. La

hiperglucemia es tan sólo uno de los factores

en la diabetes mellitus, asociados a la

hiperac�vidad de las plaquetas, no obstante,

los mecanismos por los cuales induce estos

efectos con�núan en estudio. Esta revisión

abordará los mecanismos que relacionan a la

hiperglucemia con aumento en la ac�vación

plaquetaria, así como el papel que pudiera

tener la glicosilación en la ac�vación

plaquetaria.

Palabras c lave: Glucosa , P laquetas ;

Glicosilación.

Introducción

En la población general, los valores

de glucemia se distribuyen como una variable

con�nua y, en consecuencia, el valor del punto

de corte entre la normalidad y la diabetes es

di�cil de determinar y conlleva un cierto grado

de arbitrariedad. De hecho, el umbral

diagnós�co ha ido cambiando con los años.

Idealmente, el valor de corte elegido debería

iden�ficar a individuos con alto riesgo de

desarro l lar compl icac iones macro o

microvasculares por hiperglucemia que se

beneficien de un tratamiento hipoglu-

cemiante. Actualmente, se toman como

valores de corte aquéllos en los que, en

algunas poblaciones estudiadas, aparece la

complicación microvascular órgano-específica

más caracterizada: la re�nopa�a diabé�ca.

La hiperglucemia, término que se

refiere a valores elevados de glucosa en

circulación sanguínea (>100 mg/dl) y cuando

sobrepasa los 240 mg/dl es un factor

reconocido que ocasiona daño vascular, al

inducir, la acumulación de sorbitol y fructosa a

través de la vía del poliol; incremento en la

formación de los productos finales de la

glicación avanzada (PFGA), ac�vación de la

enzima proteína cinasa C (PKC) y del factor

nuclear potenciador de las cadenas ligeras

kappa de las células B ac�vadas (NFkB) (1). Los

mecanismos antes descritos �enen en común

el desarrollo de estrés oxida�vo. Sin embargo,

información más reciente sugiere que la

adición incrementada de N-ace�l gluco-

samina (GlcNAc) a las proteínas del endotelio

(2) podría afectar sus propiedades an�pla-

quetarias. Lo anterior, es la consecuencia de

un incremento en el flujo de glucosa a través

de la vía biosinté�ca de las hexosaminas (VBH)

que se origina en respuesta a la hiper-

glucemia. La presente revisión �ene como

obje�vo describir los posibles efectos de la

hiperglucemia en la ac�vidad plaquetaria

Plaquetas

Las plaquetas son fragmentos

celulares sin núcleo, con un diámetro

aproximado de 2 a 5 µm y un grosor de 0.5 µm,

que se originan de la fragmentación de los

megacariocitos en médula ósea. Las plaquetas

poseen gránulos que con�enen sustancias

biológicamente ac�vas, los más importantes

son los gránulos densos, los gránulos alfa y los

lisosomas. Cuando las plaquetas se ac�van, ya

sea por adhesión a ligandos de la matriz

subendotelial o por agonistas solubles, vacían

su contenido a la circulación. Los gránulos

densos con�enen ADP/ ATP, polifosfato

inorgánico, pirofosfato, serotonina y calcio, y

liberan su contenido por exocitosis. Los

lisosomas con�enen catepsinas, elastasas,

fosfatasas y glicosidasas que son responsables

de la degradación de proteínas de la matriz

celular (3). Las plaquetas �enen un papel

importante en la modulación de la respuesta

inmune innata debido a que poseen ac�vidad

fagocí�ca y an�bacteriana rudimentaria (4) y

en la respuesta inmune adapta�va, además de

que con�enen citocinas proinflamatorias

como la Interleucina-1 (IL-1), de esta manera

modula la respuesta inmune e inflamatoria.

Las plaquetas, �enen un papel en el inicio de la

inflamación, la angiogénesis, la aterosclerosis,

el desarrollo y el crecimiento del tumor

l i n fá � c o, a s í m i s m o, c o n t r i b u ye n a

enfermedades crónicas como la diabetes

mellitus �po 2 (5). Par�cipan en la he-

mostasia primaria formando un tapón que

evita la pérdida sanguínea en los si�os de daño

vascular. Para cumplir con este obje�vo, las

plaquetas deben ac�varse y agregarse entre

ellas en un proceso conocido como agregación

plaquetaria. La figura 1 muestra de manera

simplificada la par�cipación de las plaquetas

en la hemostasia.

Ac�vación plaquetaria

Ac�vación por receptores de adhesión

El inicio de la ac�vación plaquetaria

ocurre cuando los receptores de adhesión de

las plaquetas interaccionan con las proteínas

de la matriz extracelular en los si�os de daño

vascular. La glicoproteína VI (GPVI), el

complejo glicoproteína Ib-IX-V (GPIb- IX-V) y

la integrina αIIbβ3, también conocida como

glicoproteína IIb/IIIa (GPIIb/IIIa) son las

principales moléculas de adhesión de las

plaquetas involucradas en su ac�vación.

Aunque las vías de señalización difieren entre

estas prote ínas , comparten a lgunas

similitudes como es la ac�vación de las cinasas

de la familia Src (SFK, por sus siglas en inglés) y

de la enzima fosfa�dilinositol-3-cinasa (PI3K),

que fosforila al fosfa�dilinositol (PtdIns). La vía

de la PI3K es es�mulada fisiológicamente

como consecuencia de la ac�vación de

receptores de membrana con ac�vidad de

�rosina cinasa, los cuales se autofosforilan y

fosforilan el sustrato del receptor de insulina

(IRS); éste úl�mo, a la vez, fosforila a la

subunidad p85 de la PI3K. La fosforilación de la

subunidad p85 conduce a un cambio

conformacional de dicha proteína que

conduce a la unión de la subunidad catalí�ca

( p 1 1 0 ) . L a P I 3 K a c � va , fo s fo r i l a e l

PtdIns(4,5)bisfosfato (PIP2) convir�éndolo en

el segundo mensajero PtdIns(3,4,5) trisfosfato

(PIP3), el cual, conduce al anclaje y la

ac�vación de la proteína cinasa B (PKB o Akt).

En las plaquetas se requiere a la

proteína Lyn de la familia de las SFK en la

ac�vación de PI3K. PI3K actúa en conjunto

con la enzima fosfolipasa Cγ (PLCγ) para que

ésta úl�ma conduzca a la hidrólisis del

fosfa�dilinositol-4,5-bisfosfato (PtdIns(4,5)

P2) formando segundos mensajeros: inositol-

tris- fosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG) (6,7),

los cuales promueven la movilización de calcio

y la ac�vación de la proteína PKC, respec-

38

38

Bioanálisis I Ene . Feb 19

�vamente.

El factor de von Willebrand (VWF),

es una proteína adhesiva que se une a varios

ligandos que son componentes esenciales del

proceso hemostá�co, se une a: 1. Plaquetas y

al subendotelio, a fin de fomentar la adhesión

plaquetaria, 2. Plaquetas ac�vadas, a fin de

fomentar la agregación plaquetaria y 3. Al

factor VIII (FVIII), para evitar la degradación

prematura de este cofactor de coagulación. La

interacción del factor de von Willebrand

(VWF) con la GPIb ac�va a las plaquetas

mediante un mecanismo dependiente de la

ac�vación de Akt por la vía de señalización

PI3K-Akt (6,7). Se ha propuesto que Akt ac�va

a la enzima sintasa de óxido nítrico (NOS, por

sus siglas en inglés) en las plaquetas y que

probablemente, el óxido nítrico (N O)

incremente los niveles plasmá�cos del

guanosin monofosfato cíclico (GMPc), lo cual

conlleva a la ac�vación de la proteína cinasa

dependiente de GMPc (PKG) y de la vía de las

cinasas ac�vadas por mitógenos (MAPK). De

manera paralela se ha sugerido un mecanismo

regulado por SFK que involucra la ac�vación

de la guanilil ciclasa soluble (GCs) para la

producción de GMPc en las plaquetas (6,7). Al

parecer, la elevación moderada del NO y del

GMPc �ene efectos es�mulatorios en las

plaquetas y no efectos inhibitorios.

Figura 1. Funciones de la plaqueta en la

hemostasia. El principal papel fisiológico de

las plaquetas se cree que es en la hemostasia.

Normalmente, las plaquetas circulan en la

sangre en la periferia de los vasos sanguíneos,

manteniéndose inhibidas por efecto del

endotelio. Luego de una lesión vascular la

hemostasia se ac�va para evitar la hemo-

rragia. En el primer paso de este proceso, la

exposición de las proteínas de la membrana

basal, como el colágeno, permite que las

plaquetas se adhieran al sustrato. Las

plaquetas adheridas posteriormente se

agregan y liberan mediadores de ac�vación

plaquetaria, tales como ADP y TXA2, los

cuales ac�varán a más plaquetas en el si�o de

la lesión. La ac�vación plaquetaria es crucial

para la formación de fibrina en la hemostasia

secundaria. TXA2: tromboxano A2. ADP:

Adenosin difosfato.

Ac�vación por los agonistas plaquetarios

Las plaquetas requieren el es�mulo

de dis�ntos agonistas: trombina, serotonina y

epinefrina para con�nuar con su ac�vación.

Además, en respuesta a algunos agonistas, el

ácido araquidónico, una molécula intracelular,

produce tromboxano A2 (TXA2) que amplifica

las vías de ac�vación plaquetarias. Los agonis-

tas plaquetarios ejercen sus efectos al

interaccionar con sus receptores acoplados a

proteínas G. La trombina es el agonista pla-

quetario más potente, se une a los receptores

ac�vados de proteasas 1 y 4 (PAR1 y PAR4)

que interaccionan con las proteínas Gq y

G11/13, y probablemente con la proteína Gi.

Al igual que la trombina, los ceptor HT2a) y

epinefrina (receptor α2 adrenérgico)se

acoplan también a sus respec�vas proteínas

G.

Las vías de ac�vación difieren entre

los agonistas plaquetarios, sin embargo, éstas

convergen en algunos puntos de la señali-

zación intracelular, como es la hidrólisis del

PtdIns y la ac�vación de la PI3K. La PLCβ

ac�vada (por receptores acoplados a la

proteína Gq) hidroliza al PtdIns(4,5)P2

o b te n i é n d o s e I P 3 y D A G , p a ra q u e

posteriormente en la señalización intracelular

se ac�ven las proteínas CalDAG-GEF-1 (por

sus siglas en inglés: calcium and DAG-

regulated guanine nucleo�de exchange factor

1) y PKC, involucradas en la regulación de la

secreción granular, síntesis de TXA2 y la

ac�vación de la GPIIb/IIIa (6,7). Por su parte,

el acoplamiento del receptor P2Y12 del ADP a

la proteína Gi es un mecanismo de ac�vación

de la PI3K en las plaquetas que, tras una serie

de señales intracelulares, promueve la síntesis

de TXA2. La vía PI3K y de la PLC convergen en

un punto clave de la señalización plaquetaria,

y lo hacen a través de la regulación de la

ac�vidadde la proteína Rab1, un elemento

esencial en la ac�vación de la GPIIb/IIIa, y por

consiguiente, en la agregación plaquetaria.

Al igual que la ac�vación de la

GPIIb/IIIa, la secreción granular se desarrolla

tras la convergencia de dis�ntas vías de

señalización celular. Entre los productos

liberados de los gránulos plaquetarios (α y

densos) se encuentra el agonista ADP, calcio,

mediadores inflamatorios, quimiocinas,

factores de crecimiento, factores procoa-

gulantes, an�coagulantes y proteínas de la

fibrinólisis. Algunas proteínas asociadas a las

membranas de los gránulos plaquetario

migran a la superficie celular sólo cuando las

p l a q u e t a s s e a c � v a n . L o s g rá n u l o s

plaquetarios con�enen proteínas que en

inves�gación clínica y básica se u�lizan como

marcadores de ac�vación plaquetaria, en

especial la proteína P-selec�na.

Hiperglucemia y ac�vación plaquetaria

La hiperglucemia es un factor desen-

cadenante de la hiperac�vidad plaquetaria en

la diabetes mellitus. El aumento de: calcio

intracelular, volumen plaquetario medio

(VPM), expresión de P-selec�na, factor

plaquetario 4, beta tromboglobulina,

glicoproteína V, trombospondina 1, así como

la síntesis de tromboxano B2, corresponden a

marcadores de ac�vación plaquetaria en la

DM (8).

El VPM aumenta con los valores de

glucemia y hemoglobina glicada (HbA1c) (9),

sin embargo, es importante aclarar que el

VPM no se asocia de manera independiente

con la glucemia ni con la DM (10).

La expresión de proteínas de

membrana como P-selec�na aumenta en

plaquetas expuestas a concentraciones eleva-

das de glucosa o durante la hiperglucemia

aguda, así como la expresión de glicoproteínas

plaquetarias (Ib y IIb/IIIa).

El incremento de calcio intracelular

es otro dato de ac�vación plaquetaria. En este

sen�do, las concentraciones elevadas de

glucosa incrementan la expresión los canales

ca�ónicos de receptores de potencial

transitorio 6 (TRPC6, por sus siglas en inglés)

39

en la membrana de las plaquetas y esta

respuesta es dependiente de la vía de la PI3K

(14).

La hiperglucemia induce daño

oxidante al promover el incremento de las

especies reac�vas del oxígeno (ERO) (15). Los

pacientes con DM, sinte�zan más TXA2 en

respuesta a los agonistas plaquetarios que las

plaquetas de personas sin la enfermedad,

probablemente debido al aumento en la

ac�vidad de la enzima ciclooxigenasa 1 (16).

Durante la oxidación del ácido araquidónico

por las ERO se producen intermediarios

metabólicos como el isoprostanoide 8-iso-

PGF2α, el cual está incrementado en los

pacientes con DM (17). En las plaquetas, el 8-

iso- PGF2α incrementa la expresión de la GP

IIb/IIIa, la concentración intracelular de

calcio, y disminuye los efectos an�pla-

quetarios del óxido nítrico (NO) (18). Debido a

la correlación entre la concentración de 8-iso-

PGF2α y TXA2, se ha propuesto al estrés

oxida�vo como un mecanismo de ac�vación

plaquetaria.

En 2011, Tang y cols., propusieron

otro mecanismo por el cual la glucosa ac�va a

las plaquetas (19). El estudio propone que la

h iperg lucemia y e l co lágeno actúan

sinérgicamente en las plaquetas ac�vando a la

enzima aldosa reductasa dependiente de la

vía del poliol, la ac�vación de la enzima

favorece la producción de ERO las cuales

actúan sobre la vía de PLCγ2/PKC/p38α

MAPK que conlleva a la ac�vación de PLA2.

Como resultado, se provee de más ácido

araquidónico a la enzima COX-1, lo cual

favorece la síntesis de TXA2 y con ello, que las

plaquetas sean hiperac�vas.

Aunque los mecanismos de ac�va-

ción plaquetaria no están completamente

dilucidados, se sabe que la hiperglucemia

induce cambios en la bioquímica de las

plaquetas. Dichos cambios se relacionan

normalmente con la ac�vación de las vías de

señalización celular (12, 19, 20). En adición,

estudios recientes muestran que la expresión

de microRNAs (miRNAs) en las plaquetas se

relaciona con ac�vación plaquetaria (21-23).

Por ejemplo, Yang y cols., en 2016 (22)

observaron que la expresión de los miRNAs,

miR-223 y miR-144, está alterada en pacientes

con DM �po 2 (con y sin enfermedad vascular

cerebral isquémica), en comparación con

donadores sanos. Se observó que la expresión

de miR-223 y miR-144 en las plaquetas y en el

plasma correlacionaba con la expresión del

receptor P2Y12 del ADP y el sustrato del

receptor de insulina �po 1 (IRS-1), así como

con la glucemia y expresión de P-selec�na.

Además, la fosforilación de IRS-1, PI3K y Akt

estaba alterada en los pacientes diabé�cos.

Los autores concluyen que la hiperglucemia

podría ac�var a las plaquetas a través de miR-

223 y miR-144, disminuyendo y aumentando

la expresión de IRS-1 y del receptor P2Y12,

respec�vamente, afectando de esta manera,

la vía de señalización plaquetaria de IRS-

1/PI3K/Akt.

Finalmente, los cambios bioquí-

micos de la plaqueta en la hiperglucemia

modifican la función de las mismas. La

hipersensibilidad de las plaquetas a sus

40

agonistas (11, 12, 24), la agregación (11, 12) y secreción plaquetaria (24)

incrementadas, definen en gran media, la disfunción plaquetaria de los

pacientes diabé�cos.

Los efectos de la hiperglucemia en las plaquetas se resumen en la tabla

1 y figura 2.

Figura 2. La hiperglucemia en la ac�vación plaquetaria. Los mecanismos

de ac�vación plaquetaria mediados por la hiperglucemia no son claros.

Sin embargo, se sugiere que el incremento de ERO y la glicosilación de

proteínas inducen señales intracelulares en las plaquetas causando que

estas se ac�ven, como la ac�vación de la vía de PKC que a su vez permite

la síntesis de TXA2 y ac�var la vía del óxido nítrico. Como resultado, las

plaquetas incrementan de tamaño, cambian su forma, secretan su

contenido granular, incrementan la expresión de proteínas de

membrana (P-selec�na, GP Ib-IX-V, GP IIb/IIIa, entre otras) y aumentan

los niveles calcio intracelular. Además, las plaquetas ac�vadas liberan

MP plaquetarias. En conjunto, estos cambios conducen a que las

plaquetas se agreguen unas con otras, pero además, las plaquetas

ac�vadas promueven la formación de fibrina y la inflamación al

proporcionar factores procoagulantes y mediadores inflamatorios.

Debido a que el endotelio �ene propiedades an�plaquetarias, la

disfunción de estas células, causada por la hiperglucemia, ac�va

indirectamente a las plaquetas. El estrés oxida�vo y la glicosilación

(enzimá�ca y no enzimá�ca) de proteínas del endotelio son factores

clave en la ac�vación de las plaquetas. ERO: Especies reac�vas del

oxígeno; MP: Micropar�culas; NO: Óxido nítrico; PAI-1: Inhibidor del

ac�vador �sular del plasminógeno �po 1; PFGA: Productos finales de la

glicación avanzada; PGI : Prostaciclina; PKC: Proteína cinasa C; TXA2:

Tromboxano A2; VBH: Vía biosinté�ca de las hexosaminas; VPM:

Volumen plaquetario medio.

Glicosilación no enzimá�ca y glicosilacion enzimá�ca en la ac�vación plaquetaria

La ac�vación plaquetaria en la hiperglucemia requiere de

mecanismos alternos como pudiera ser la glicosilación de proteínas. La

glicosilación ocurre normalmente en las células, pero su incremento

puede causar alteraciones en el funcionamiento de las mismas. La

glicosilación no enzimá�ca (GNE, o simplemente glicación) consiste en

el ataque directo de la glucosa a las proteínas en un proceso que

depende de la concentración de glucosa del medio y de la vida media de

las proteínas. La GNE ocurre principalmente en proteínas de vida media

prolongada. En las primeras horas de la GNE, se produce una base de

Schiff la cual se origina de la unión del grupo amino de la lisina con el

carbonilo de la glucosa. Transcurridos unos días, la base de Schiff se

convierte en un producto más estable, conocido como producto de

Amadori. Si la hiperglucemia persiste durante semanas, se producen los

productos finales de glicación avanzada (PFGA o AGE, por sus siglas en

inglés). Los PFGA se forman en reacciones oxida�vas y no oxida�vas.

Además de los PFGA unidos a proteínas, también se forman productos

dicarbonílicos y especies de oxígeno reac�vas (ERO). Los productos

dicarbonílicos pueden provenir de la oxidación de monosacáridos en

solución y después formar enlaces entrecruzados con proteínas en un

proceso llamado glicación autooxida�va. Las plaquetas poseen

receptores para PFGA, y que éstas se ac�van al ser es�muladas con

estos productos. Sin embargo, aunque las plaquetas sufren GNE, es

poco probable que en ellas se forman PFGA debido a que viven poco

�empo en el organismo.

La glicosilación enzimá�ca comprende a la N y O-glicosilación,

la primera consiste en la unión de carbohidratos al grupo amino de la

cadena lateral del aminoácido asparagina, mientras que en la O-

glicosilación los carbohidratos se unen al grupo hidroxilo de la cadena

lateral de los aminoácidos serina o treonina. El estudio de Wang y cols.,

en 2012 (25), muestra la importancia de la O-glicosilación en la función

de las plaquetas. Se demostró que este proceso es fundamental para la

función adecuada de las proteínas implicadas en la adhesión (GPIb-IX-

V) y agregación plaquetaria (GPIIb/ IIIa), además, se desconoce si la O-

Glicosilación pudiera contribuir a la hiperac�vidad plaquetaria.

Efectos de la O-GlcNAcilación en las plaquetas

Durante la hiperglucemia la concentración de glucosa se pueden incrementar en las plaquetas, existe la posibilidad de que la glucosa ingrese a la vía biosinté�ca de las hexosaminas (VBH), aumentando la O-GlcNAcilación (O-GlcNAc) de proteínas.

Figura 3. Vía biosinté�ca de las hexosaminas y O-GlcNAcilación. Del 2 al 3% de la glucosa que ingresa a las células se dirige a la VBH para producir UDP-GlcNAc, sustrato de la enzima OGT. La glucosa ingresa como fructosa-6-fosfato a la VBH, posteriormente la enzima GFAT cataliza la formación de glucosamina-6-fosfato, la cual es conver�da a N-ace�lglucosamina-6-fosfato y una reacción más tarde a N-ace�lglucosamina-1-fosfato por acción de las enzimas GNAT y PGM, respec�vamente. En una reacción final, la enzima UDP-GlcNAcP cataliza la formación de UDP-GlcNAc a par�r de UTP y N-ace�lglucosamina-1-fosfato. La enzima OGT adiciona GlcNAc a las proteínas en una reacción que �ene lugar en grupos hidroxilo de residuos de serina o treonina. La O-GlcNAcilación es un fenómeno reversible, la enzima OGA re�ra la GlcNAc de las proteínas, regulando de esta manera la ac�vidad de la enzima OGT. GFAT: Glucosamina: fructosa-6-fosfato animotransferasa; GlcNAc: N-ace�lglucosamina; GNAT: Glucosamina-6- fosfato N-ace�ltransferasa; OGA: O-GlcNAc

Bioanálisis I Ene . Feb 19

41

hidrolasa; O-GlcNAc: O-GlcNAcilación; OGT: O-GlcNAc transferasa; PGM: Fosfoace-�lglucosamina mutasa; UDP-GlcNAc: Uridin difosfato N-ace�lglucosamina; UDP-GlcNAcP: UDP-N-Ace�lglucosamina pirofosforilasa; VBH: Vía biosinté�ca de las hexosaminas.

La vía de las hexosaminas, inicia con

la incorporación de glutamina por la enzima

glutamina fructosa-6-fosfato aminotrans-

ferasa (GFAT), la cual cataliza la formación de

glucosamina-6-fosfato a par�r de fructosa-6-

fosfato y la glutamina. A par�r de este punto

se desencadena una serie de reacciones

enzimá�cas que culminan con la formación de

uridin difosfato N-ace�l-glucosamina (UDP-

GlcNAc), sustrato de la enzima O-GlcNAc

transferasa (OGT) (26) (Fig. 3). La O-GlcNAc de

proteínas es una modificación postraduc-

cional, análoga a la fosforilación, la cual regula

la localización, estabilidad y ac�vidad de

muchas proteínas. Consiste en la adición de

unidades de GlcNAc a grupos hidroxilo en

residuos de serina y treonina de proteínas

localizadas en el citoplasma, núcleo y

mitocondria. La adición de unidades de

GlcNAc a las proteínas es catalizada por la

enzima OGT y es removida por la enzima O-

GlcNAcasa (OGA) (26) (Fig. 3).

La O-GlcNAc regula las concentra-

ciones de glucosa en la sangre al modificar

proteínas que regulan la expresión del gen de

la insulina, como el factor de transcripción

PDX-1 (27). Alejandro y cols., en 2015 (28)

demostraron en ratones knoc-kout para OGT,

que la O-GlcNAc es un proceso que regula la

función y supervivencia de las células β

pancreá�cas.

En relación a lo anterior, la modifi-

cación del receptor de insulina (IR), y de IRS-1

y 2 por la O-GlcN Ac afecta la vía de

supervivencia celular de PI3K/Akt en las

células beta pancreá�cas, haciendo más

suscep�bles a estas células a la apoptosis (29).

Las células endoteliales (CE) son

células altamente especializadas, capaces de

adaptar su estado funcional a es�mulos

diversos, por lo que el endotelio ejerce

diversas funciones ateroprotectoras: regula la

coagulación, la trombosis y el sistema

fibrinolí�co, modula la ac�vidad de las células

muscu lares de la capa media ( tono

vascular/proliferación) y controla el tránsito

de macromoléculas y células inflamatorias a la

42

pared. Cuando estas funciones son perturbadas (disfunción endotelial)

se favorece el desarrollo de lesiones ateroscleró�cas, por otro lado, las

células endoteliales se encuentran con�nuamente reconociendo y

respondiendo en forma ac�va frente a los cambios que ocurren en el

ambiente extracelular local, como sucede en presencia de bacteremia,

trauma, isquemia- reperfusión, etc. En otras palabras, la ac�vación de la

célula endotelial se produce como respuesta adapta�va normal y la

forma de presentación y duración de ésta dependerá del �po de

es�mulo.

La O-GlcNAc disminuye la síntesis de NO (30), lo que sugiere

que las células endoteliales están ac�vadas o son disfuncionales.

Federici y cols., en 2002 (31) hicieron evidente que la hiperglucemia y la

ac�vación de la VBH afectan la ac�vación de la enzima óxido nítrico

sintasa endotelial (eNOS) por Akt. Se demostró que el IRS-1 es

altamente modificado por la O-GlcNAc, teniendo como resultado la

disminución de la fosforilación y de la ac�vación de las proteínas de la

vía de la insulina (IR/IRS/PI3K/Akt/eNOS).

En la actualidad, no se cuenta con información contundente

que demuestre cuál es el papel fisiológico o patológico de la O-GlcNAc

en las plaquetas. La información se limita a un solo estudio realizado en

plaquetas de ratón provenientes de dos modelos experimentales de

DM (�po 1 y 2) (32). Los resultados revelaron de manera general que en

las plaquetas de los ratones hay proteínas modificadas por la O-GlcNAc

y que las enzimas OGT y OGA se encuentran expresadas en las

plaquetas. Aunado a estos resultados, se demostró que la expresión de

la O-GlcNAc, es muy similar en las plaquetas de los ratones control y las

plaquetas de los ratones diabé�cos. Ferreira y cols., en 2004 (33)

demos- traron que la insulina atenúa la función plaquetaria al interferir

con la supresión del AMPc mediante la interacción del IRS-1 con la

proteína Gi. El AMPc es un inhibidor fisiológico de las plaquetas que se

forma por acción de la enzima adenil ciclasa (AC). Ésta úl�ma es inhibida

por la proteína Gi acoplada al receptor P2Y12 del ADP. Ferreira y cols.,

(33) de- mostraron que la insulina promueve la fosforilación y

asociación del IRS-1 con la proteína Gi, teniendo como resultado la

disminución de la ac�vidad de ésta úl�ma enzima, efecto que se tradujo

en una reducción de los niveles intracelulares de AMPc y una respuesta

débil de la movilización de calcio por efecto de los agonistas

plaquetarios, ADP y trombina. Considerando este mecanismo, surge la

hipótesis de que si en las plaquetas de pacientes con DM-2, la

modificación del IRS-1 por la O-GlcNAc induce resistencia a los efectos

inhibitorios de la insulina (Fig. 4).

Conclusiones y perspec�vas

Las plaquetas no �enen receptores para glucosa, la ac�vación

de las plaquetas en los pacientes con DM-2 debe estar sujeta a otros

mecanismos. La glicosilación de proteínas induce cambios en la

estructura y función de las proteínas, de tal manera que, en las

plaquetas, este evento bioquímico suscitado en las membranas de las

plaquetas, y quizá, en proteínas citoplasmá�cas o de los gránulos,

pudiera inducir ac�vación plaquetaria. Debido a que la O-GlcNAc afecta

las vías de señalización celular, es probable que este evento contribuya a

la ac�vación plaquetaria. No podemos descartar que los efectos de la O-

GlcNAc de proteínas en las plaquetas ocurran a nivel del megacariocito

en la médula ósea, predisponiendo probablemente a que las plaquetas

que deriven de él sean hiperac�vas, o en el contexto contrario, que la O-

GlcNAc sea inocua en las plaquetas.

Figura 4. Mecanismo hipoté�co de los efectos de la O-GlcNAcilación en la plaqueta. Gi es una proteína que se acopla a receptores como el de ADP, (receptor P2Y12) suprimiendo la formación de AMPc, un inhibidor fisiológico de las plaquetas. Por lo tanto, el ADP ac�va a las plaquetas. La interacción de la insulina con su receptor desencadena reacciones intracelulares incluyendo la fosforilación del IRS-1 en residuos de �rosina. Gi disminuye su ac�vidad al interaccionar con IRS-1 afectando su efecto inhibitorio sobre la enzima AC, la cual cataliza la producción de AMPc e indirectamente, regula los niveles de calcio intracelular. En condiciones hipoté�cas de hiperglucemia, el ingreso elevado de glucosa a las plaquetas podría es�mular el proceso de O-GlcNAcilación. Probablemente, la adición de GlcNAc a IRS-1 por acción de la OGT interfiera con su fosforilación en residuos de �rosina, afectando de esta manera su interacción con Gi. En consecuencia, Gi inhibiría a la enzima AC con la concomitante supresión de los niveles de AMPc y sus efectos inhibitorios sobre las plaquetas. AC: Adenil ciclasa; ADP: Adenosin di fosfato; A M Pc: Adenosin di fosfato c íc l ico; Glc N A c: N-ace�lglucosamina; Gi: Proteína Gi; GLUT3: Transportador de glucosa 3; IRS-1: Sustrato del receptor de insulina �po 1; IRS-2: Sustrato del receptor de insulina �po 2; O-GlcNAc: O-GlcNAcilación; OGT: O-GlcNAc transferasa; pTyr: Fosforilación de residuos de �rosina; UDP: Uridin difosfato.

El conocimiento de nuevos mecanismos moleculares en la

ac�vación plaquetaria permi�rá diseñar mejores fármacos para el

tratamiento de los pacientes diabé�cos que sufren complicaciones

relacionadas con las plaquetas. En el caso de la O-GlcNAc, más que

pensar en el desarrollo de nuevos fármacos, su relación directa con la

hiperglucemia exhorta a que el control de la glucemia en los pacientes

diabé�cos sea más estricto.

44

Bioanálisis I Ene . Feb 19

44

Referencias

1. San�lli F, Simeone P, Liani R, Davi G (2015)

Platelets and diabetes mellitus. Prostaglandins

Other Lipid Mediat 120:28-39.

2. Makino A, Dai A, Han Y, Youssef KD, Wang W,

Donthamse�y R, Sco� BT, Wang H, Dillmann WH

(2015) O-GlcNAcase overexpression reverses

coronary endothelial cell dysfunc�on in type 1

diabe�c mice. Am J Physiol Cell Physiol 309:C593-9.

3. Blair P, Flaumenha� R (2009) Platelet alpha

granules: basic biology and clinical correlates. Blood

Rev 23:177-89.

4. Semple W, Italiano JE, Freedman J (2011)

Platelets and the immune con�nuum. Nat Rev

Immunol 11:264–74.

5. Smyth SS, McEver RP, Weyrich AS, Morrell CN,

Hoffman MR, Arepally GM, French PA, Dauerman

HL, Becker RC (2009) Platelet func�ons beyond

hemostasis. J Thromb Haemost 7:1759–66.

6. Li Z, Delaney MK, O´Brien KA, Du X (2010)

Signaling during platelet adhesion and ac�va�on.

Arterioscler Thromb Vasc Biol

30:2341-9.

7. Estevez B, Du X (2017) New concepts and

mechanisms of platelet ac�va�on signaling.

Physiology (Bethesda) 32:162-177.

8. Kubisz P, Stanciakova L, Stasko J, Galajda P,

Mokan M (2015) Endothelial and platelet markers in

diabetes mellitus type 2. World J Diabetes 6:423-31.

9. Lippi G, Salvagno GL, Nouvenne A, Meschi T,

Borghi L, Targher G (2015) The mean platelet

volume is significantly associated with higher

glycated hemoglobin in a large popula�on of

unselected outpa�ents. Prim Care Diabetes

9:226-30.

10. Verdoia M, Schaffer A, Barbieri L, Casse� E,

Nardin M, Bellomo G, Marino P, Sinigaglia F, De Luca

G; Novara Artherosclerosis Study (NAS) group

(2014) Diabetes, glucose control and mean platelet

volume: a single-centre cohort study. Diabetes Res

Clin Pract 104:288-94.

11. Kea�ng FK, Sobel BE, Schneider DJ (2003) Effects

of increased concentra�ons of glucose on platelet

reac�vity in healthy subjects and in pa�ents with

and without diabetes mellitus. Am J Cardiol

92:1362-5.

12. Sudic D, Razmara M, Forslund M, Ji Q, Hjemdahl

P, Li N (2006) High glucose levels enhance platelet

ac�va�on: involvement of mul�ple mechanisms. Br

J Haematol 133:315-22.

13. Gresele P, Guglielmini G, De Angelis M, Ciferri S,

Ciofe�a M, Falcinelli E, Lalli C, Ciaba�oni G, Davì G,

Bolli GB (2003) Acute, short-term hyperglycemia

enhances shear stress-induced platelet ac�va�on in

pa�ent with type II diabetes mellitus. J Am Coll

Cardiol 41:1013-

20.

14. Liu D, Maier A, Scholze A, Rauch U, Boltzen U,

Zhao Z, Zhu Z, Tepel M (2008) High glucose enhances

transient receptor poten�al channel canonical type

6-dependent calcium influx in human platelets via

phospha�dylinositol

3-kinase-dependent pathway. Arterioscler

15. Yamagishi SI, Edelstein D, Du XL, Brownlee M ( 2

0 0 1 ) H y p e r g l y c e m i a p o t e n t i a t e s collagen-

induced platelet ac�va�on through mitochondrial

superoxide overproduc�on. Diabetes 50:1491-4.

16. Siewiera K, Kassassir H, Talar M, Wieteska L,

Wa t a l a C ( 2 0 1 6 ) L o n g - t e r m u n t r e t a t e d

streptozotocin-diabetes leads to increased expressi

on and el ev at ed ac� vi t y of prostaglandin H2

synthase in blood platelets. Platelets 27:203-11.

17. Carnevale R, Iuliano L, Nocella C, Bar�moccia S,

Trape S, Russo R, Gen�le MC, Cangemi R, Loffredo L,

Pignatell i P, Violi F; I P I N E T Group (2013)

Rela�onship between platelet and urinary 8-Iso-

PGF2α levels in subjects with different degrees of

NOX2 regula�on. J Am Heart Assoc 2:e000198.

18. Minuz P, Andrioli G, Degan M, Gaino S, Ortolani

R, Tommasoli R, Zuliani V, Lechi A, Lechi C (1998) The

F2-isoprostane 8

-epiprostaglandin F2α increases platelet adhesion

and reduces the an�adhesive and an�aggregatory

effects of NO. Arterioscler Thromb Vasc Biol

18:1248-56.

19. Tang WH, S�tham J, Gleim S, Di Febbo C, Porreca

E, Fava C, Tacconelli S, Capone M, Evangelista V,

Levantesi G, Wen L, Mar�n K, Minuz P, Rade J,

Patrignani P, Hwa J (2011) Glucose and collagen

regulate human platelet ac�vity trough aldose

reductase induc�on of thromboxane. J Clin Invest

121:4462-76.

20. Massucco P, Ma�elo L, Russo I, Traversa M,

Doronzo G, Anfossi G, Trova� M (2005) High glucose

rapidly ac�vates the nitric oxide/ cyclic nucleo�de

pathway in human platelets via an osmo�c

mechanism. Thromb Haemost

93:517-26.

21. Duan X, Zhan Q, Song B, Zeng S, Zhou J, Long Y

(2014) Detec�on of platelet microRNA expression in

pa�ents with diabetes mellitus with or without

ischemic stroke. J Diabetes Complica�ons 28:705-

10.

22. Yang S, Zhao J, Chen Y, Lei M (2016) Biomarkers

associated with ischemic stroke in diabetes mellitus

pa�ents. Cardiovasc Toxicol

16:213-22.

23. Fejes Z, Póliska S, Czimmerer Z, Káplár M,

Penyige A, Gál Szabó G, Beke Debreceni I, Kunapuli

SP, Kappelmayer J, Nagy B Jr (2017) Hyperglycaemia

suppresses micro RNA expression in platelets to

increases P2RY12 and SELP levels in type 2 diabetes

mellitus. Thromb Haemost 117:529-42.

24. Undas A, Wiek I, Stepien E, Zmudka K, Tracz W

(2008) Hyperglycemia is associated with enhanced

thrombin forma�on, platelet ac�va�on, and fibrin

clot resistance to lysis in pa�ents with acute

coronary syndrome. Diabetes Care 31:1590-5.

25. Wang Y, Jobe SM, Ding X, Choo H, Archer DR, Mi

R, Ju T, Cummings RD (2012) Platelet biogenesis and

func�ons require correct protein O-glycosyla�on.

Proc Natl Acad Sci USA 109:16143-8.

26. Bond MR, Hanover JA (2015) A li�le sugar goes a

long way: the cell biology of O-GlcNAc. J Cell Biol

208:869-80.

27. Kebede M, Ferdaoussi M, Mancini A, Alquier T,

Kulkarni RN, Walker MD, Poitout V (2012) Glucose

ac�vates free fa�y acid receptor 1 gene

transcrip�on via phospha�dylinositol-

3-kinase-dependent O-GlcNAcyla�on of pancreas-

duodenum homebox-1. Proc Natl Acad Sci USA

109:2376-81.

28. Alejandro EU, Bozadjieva N, Kumusoglu D,

Abdulhamid S, Levine H, Haataja L, Vadrevu S, Sa�n

LS, Arvan P, Bernal-Mizrachi E (2015) Disrup�on of

O-linked N-acetylglucosamine signaling induces ER

stress and β cell failure. Cell Rep 13:2527-38.

29. D´Alessandris C, Andreozzi F, Federici M,

Cardellini M, Brune� A, Ranalli M, Del Guerra S,

Lauro D, Del Prato S, Marche� P, Lauro R, Ses� G

(2004) Increased O-glycosyla�on of insulin signaling

proteins results in their impaired ac�va�on and

enhanced suscep�bility to apoptosis in pancrea�c

beta-cells. FASEB J

18:959-61.

30. Beleznai T, Bagi Z (2012) Ac�va�on of

hexosamine pathway impairs nitric oxide (NO)-

dependent arteriolar dila�ons by increased protein

O-GlcNAcyla�on. Vasc Pharmacol 56: 115–21.

31. Federici M, Menghini R, Mauriello A, Hribal ML,

Ferrelli F, Lauro D, Sbraccia P, Spagnoli LG, Ses� G,

Lauro R (2002) Insulin-dependent ac�va�on of

endothelial nitric oxide synthase is impaired by O-

linked glycosyla�on modifica�on of signaling

proteins in human coronary endothelial cells.

Circula�on 106:466-72.

32. Crawford GL, Hart GW, Whiteheart SW (2008)

Murine platelets are not regulated by O-linked beta-

N-acetylglucosamine. Arch Biochem Biophys

474:220-4.

33. Ferreira IA, Eybrechts KL, Mocking AI, Kroner C,

Akkerman JW (2004) IRS-1 mediates inhibi�on of

Ca2+ mobiliza�on by insulin via the inhibitory G-

protein Gi. J Biol Chem 279:3254-64.

Bioanálisis I Ene . Feb 19